编写优先队列数据priorityqueue.docx
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编写优先队列数据priorityqueue
#include"iostream"
#include"stdlib.h"
typedefintT;
#defineERROR0
#defineOK1
#defineMAX50
typedefstruct
{
T*array;
intlength;
intMaxSize;
}Array;//定义一个数组，用来存放第一次录入的数据。
对应有两个函数操作
usingnamespacestd;
template//定义一种格式，当T改变时，class类型改变,采用class才完成，用最大堆来存取
classMaxHeap{
public:
MaxHeap（intMaxSize）;
intSize（）{returnCurrentSize;}//求当前堆的元素大小
TMax（）{if（CurrentSize==0）throwOutOfBounds（）;
returnheap[1];}//求最大的元素
voidLoadHeap（）//遍历整个堆元素
{
cout<<"输出数据为"<for（inti=1;i<=CurrentSize;i++）
{
cout<}
}
MaxHeap&Insert（Tx）;//插入
MaxHeap&DeleteMax（T&x）;//删除
voidInitialize（Ta[],intsize）;//初始化
voidheapAdjust（）;//调整
private:
intCurrentSize,MaxSize;//当前长度和最大长度
T*heap;//元素数组，用堆来存取
};
template
MaxHeap:
:
MaxHeap（intMaxHeapSize）
{//构造函数
MaxSize=MaxHeapSize;
heap=newT[MaxSize+1];
CurrentSize=0;
}
template
voidMaxHeap:
:
Initialize（Ta[],intsize）//初始化
{//把最大堆初始化为数组a.
heap=a;
CurrentSize=size;
}
voidMaxHeap:
:
heapAdjust（）//调整
{
for（inti=CurrentSize/2;i>=1;i--）{
Ty=heap[i];//子树的根
//寻找放置y的位置
intc=2*i;//c的父节点是y的目标位置
while（c<=CurrentSize）{
//heap[c]应是较大的同胞节点
if（cheap[c]//能把y放入heap[c/2]吗?
if（y>=heap[c]）break;//能
//不能
heap[c/2]=heap[c];//将孩子上移
c*=2;//下移一层
}
heap[c/2]=y;
}
}
template
MaxHeap&MaxHeap:
:
Insert（Tx）//插入
{//把x插入到最大堆中
if（CurrentSize==MaxSize）
throwNoMem（）;//没有足够空间
//为x寻找应插入位置
//i从新的叶节点开始，并沿着树上升
inti=++CurrentSize;
while（i!
=1&&x>heap[i/2]）
{
//不能够把x放入heap[i]
heap[i]=heap[i/2];//将元素下移
i/=2;//移向父节点
}
heap[i]=x;
return*this;
}
template
MaxHeap&MaxHeap:
:
DeleteMax（T&x）//删除
{//将最大元素放入x，并从堆中删除最大元素
//检查堆是否为空
if（CurrentSize==0）
throwOutOfBounds（）;
//队列空
x=heap[1];//最大元素
//重构堆
Ty=heap[CurrentSize--];//最后一个元素
//从根开始，为y寻找合适的位置
inti=1,//堆的当前节点
ci=2;//i的孩子
while（ci<=CurrentSize）{
//heap[ci]应是i的较大的孩子
if（ciheap[ci]//能把y放入heap[i]吗?
if（y>=heap[ci]）break;//能
//不能
heap[i]=heap[ci];//
i=ci;//下移一层
ci*=2;
}
heap[i]=y;
return*this;
}
voidInitArray（Array&A）//初始化元素数组
{
A.array=（T*）malloc（MAX*sizeof（T））;
A.length=0;
A.MaxSize=MAX;
}
voidGetArrayKey（Array&A）//输入元素数组的值
{
cout<<"请输入您数组集合的大小个数"<intn;
cin>>n;
intkey;
cout<<"请输入数据"<for（inti=1;i<=n;i++）
{
cin>>key;
if（A.length>=A.MaxSize）
A.array=（T*）realloc（A.array,（A.length+MAX）*sizeof（T））;
A.array[++A.length]=key;
}
}
classOutOfBounds//异常抛出，太麻烦不写
{
public:
OutOfBounds（）
{}
~OutOfBounds（）
{}
};
classNoMem
{
public:
NoMem（）
{}
virtual~NoMem（）
{}
};//异常抛出，太麻烦不写
intmain（）
{
MaxHeapH（MAX）;
Tx;
ArrayA;
InitArray（A）;
H.LoadHeap（）;
intchoose;//控制选择
while（choose）//菜单选择
{
cout<<"1.初始化输入数据"<cout<<"2.插入数据"<cout<<"3.查找数据"<cout<<"4.删除数据"<cout<<"5.遍历数据"<cout<<"0.退出"<cin>>choose;
switch（choose）
{
case1:
GetArrayKey（A）;//初始化数据
H.Initialize（A.array,A.length）;
H.heapAdjust（）;
break;
case2:
//插入元素
cout<<"请输入您想要插入的元素的值"<cin>>x;
H.Insert（x）;
cout<<"插入成功"<case3:
x=H.Max（）;//求最大元素
cout<<"当前查找最大的元素为：
"<break;
case4:
H.DeleteMax（x）;//删除最大元素
cout<<"删除的最大元素为:
"<break;
case5:
H.LoadHeap（）;break;//遍历整个数组元素
case0:
return0;
}
}
return0;
}
数据结构选择：
定义T为INT类型，权值为INT类型，定义一个class，里面一个privateT*heap，
采用大顶堆的方法实现函数功能，函数实现都是在class里面的public函数;
算法实现:
在class里面实现全部函数，函数定义为public
一个初始化initialize（Ta[],intsize）,把一个数组直接覆盖掉原来的T*heap，并执行相应的长度变化操作.
一个插入Insert（Tx）：
在数组的最尾部插入，插入之后进行大顶堆调整，保证第一个数组元素为最大权值
一个删除DeleteMax（T&x）：
返回第一个数组元素，然后进行大顶堆调整，重新建堆
一个查找最大元素TMax（）：
返回第一个数组元素
一个遍历voidLoadHeap（）：
采用从头到尾遍历整个数组元素
一个求元素数组的长度intSize（）：
返回当前长度
总结：
由于编写优先队列数据（priority_queue）类型可以用很多种方法实现，而且难度不大，所以在《数据结构》和C语音的基础上自学了C++,代码才用C++语言描写，函数在class内完成，大顶堆代码在《数据结构》中稍微调整了一下，整个元素集合封装只可以调用函数访问.
测试数据：
第一组：
第二组：
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